¿Qué sucede cuando pones (viertes) agua sobre agua con la misma densidad? (Arquímedes)

El Principio de Arquímedes no hará que el agua vertida (a la misma densidad) flote o se hunda. Generalmente, sin embargo, el agua entrante se hundirá debido a su impulso descendente, en proporción a la altura de vertido sobre la superficie del agua, superando fácilmente la tensión superficial del agua entrante.

Cualquier burbuja de aire atrapada en el agua entrante subirá a la superficie, junto con un poco de agua que la rodea. Vea la imagen a continuación.

Si desea ver la interacción de los dos cuerpos de agua, puede colorear uno de ellos con un tinte que varía de manera insignificante la densidad del agua y luego realizar la prueba de vertido. Alternar cuál (teñido o no) viertes debería permitirte sacar una conclusión segura.

Foto cortesía de https://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-photos-pouring-water-image1790388

La ley de Arquímedes expresa relaciona la diferencia entre el peso real (idealmente peso en el vacío) con el peso sumergido aparente (peso en el medio) con la densidad. Esto es a través de las siguientes formulaciones:

Peso sumergido aparente = Peso del objeto - peso del fluido desplazado ...(1)

Peso del objeto/peso del fluido mostrado = Densidad del objeto/densidad del fluido ...(2)

Dado que el objeto aquí es agua con la misma densidad, las ecuaciones anteriores muestran que no hay un peso sumergido aparente. Esto significa que la fuerza de flotación (sobre el agua añadida) es exactamente igual al peso del agua (añadida), por lo que el agua añadida permanecerá suspendida dondequiera que la agregues .

Ahora, donde lo agrega es un poco complejo ya que necesariamente involucra dinámica de fluidos, no solo estática. Parte del agua se hundirá debido al impulso, como se mencionó en la respuesta anterior. Algunos salpicarán. Dependiendo de la altura de la salpicadura, podría hundirse o permanecer en la superficie. Una vez que cesen todas estas situaciones dinámicas, cada gota/unidad de agua permanecerá donde está.